WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 37 | 38 || 40 | 41 |   ...   | 46 |

ОДНОМЕРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СДВИГОВЫХ РАЗНОПОЛЯРИЗОВАННЫХ УДАРНЫХ ВОЛН В НЕСЖИМАЕМОЙ УПРУГОЙ СРЕДЕ О. В. Дудко, А. А. Лаптева Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, Владивосток Решение краевых задач ударного динамического деформирования твердых тел часто вызывает существенные затруднения, связанные с определением волновых картин, распространяющихся по деформируемому материалу. В каждом отдельном случае могут возникать различные сочетания поверхностей как сильных, так и слабых разрывов деформаций. Взаимодействие таких фронтов с преградами и между собой вносит свои особенности в решение задач.

В представленном исследовании рассматривается одномерная автомодельная задача динамики нелинейной несжимаемой упругой среды о взаимодействии двух идущих навстречу друг другу плоских сдвиговых ударных волн, поляризованных в различных плоскостях. Введенное предположение об отсутствии объемных деформаций позволяет рассматривать только один класс поверхностей разрывов волны изменения формы. Одной из целей настоящего исследования является установление факторов, позволяющих заранее, возможно, на этапе постановки задачи, определить количество и характер возникающих поверхностей разрывов.

Показано, что результатом взаимодействия могут являться отраженные волновые картины (в виде двух пакетов, движущихся в противоположных направлениях), состоящие либо из Ершов А. П., Сатонкина Н. П., Пластинин А. В., Прууэл Э. Р. четырех ударных волн, либо двух групп из ударного и простого фронтов, либо трех ударных и одной простой волны Римана.

Другой целью исследования является определение влияния на характер волновых фронтов краевых параметров задачи модуля волнового вектора разрывов сдвиговых деформаций и угла между плоскостями поляризации взаимодействующих ударных волн.

Анализ возможных волновых картин проводится при помощи математического аппарата теории особых поверхностей [1].

Работа выполняется при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 08-01-00001-a).

Список литературы 1. Быковцев Г. И., Ивлев Д. Д. Теория пластичности. Владивосток: Дальнаука, 1998.

ПРОФИЛЬ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЭМУЛЬСИОННОГО ВВ А. П. Ершов, Н. П. Сатонкина, А. В. Пластинин, Э. Р. Прууэл Институт гидродинамики им. М А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск В результате предыдущих исследований было выяснено, что в конденсированных ВВ зона реакции и ширина пика электропроводности близки [1]. Сейчас широкое распространение и практическое применение получили эмульсионные ВВ. Но этот объект сложен для исследования традиционными методами. Поэтому, исследуя электрические свойства данного ВВ, можно получить информацию о детонационной волне, недоступную при исследовании другими методами.

Методом высокого разрешения проведено исследование эмульсионного ВВ при разном процентном содержании сенсибилизирующей добавки. Обнаружена сильная зависимость формы профиля электропроводности от состава ВВ. Получены широкие (по сравнению с другими конденсированными ВВ) области повышенной электропроводности.

Считая, что зона повышенной электропроводности следит за зоной химической реакции, можно сделать следующие выводы:

Полученная величина максимальной электропроводности слабо зависит от состава ВВ и составляет 0.3–0.4 Ом-1 см-1.

Ширина пика увеличивается с уменьшением содержания сенсибилизатора и составляет порядка нескольких микросекунд.

Значение максимальной электропроводности нельзя объяснить проводимостью воды, которая при данных давлениях меньше полученного в эксперименте значения на четыре порядка.

Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП ГК № П 412, Лаврентьевского молодежного проекта 4.5.

Ждан С. А., Сырямин А. С. Список литературы 1. А.П.Ершов А.П., Сатонкина Н.П., Иванов Г.М. Профили электропроводности в плотных взрывчатых веществах Химическая физика. 2007, Т. 26, № 12.

РАСЧЕТ НЕПРЕРЫВНОЙ ДЕТОНАЦИИ В НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКИХ Н2–О2 СМЕСЯХ С. А. Ждан1, А. С. СыряминИнститут гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск Новосибирский государственный университет Альтернативой традиционному сгоранию топлив в турбулентном пламени может рассматриваться детонационный способ их сжигания в поперечных детонационных волнах (ПДВ). К настоящему времени в Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева реализованы и исследованы [1] режимы с непрерывно вращающейся детонационной волной в кольцевых камерах сгорания типа ЖРД. В работе [2] в двумерной нестационарной постановке сформулирована математическая модель непрерывно вращающейся детонации в кольцевой цилиндрической камере сгорания, численно исследована динамика волны для стехиометрической водородокислородной смеси.

В докладе рассмотрено обобщение постановки [2] на нестехиометрические водородокислородные смеси и приводится анализ результатов ее численного исследования. При заданных термодинамических свойствах компонентов смеси решение нестационарной задачи о непрерывной вращающейся детонации в кольцевой камере сгорания зависит от шести определяющих параметров: pm/p0, Tm/T0, S/S, L/l, l и. Здесь первые три безразмерные параметры в системе подачи: pm/p0 давление торможения смеси, Tm/T0 температура торможения смеси, S/S отношение площадей критического и выходного сечений форсунок; два масштабных фактора (длина камеры L и ее периметр l) и коэффициент избытка горючего.

При численном моделировании установлено, что для сверхкритических параметров инициирования детонации реализуется периодическое газодинамическое течение с вращающейся ПДВ. Определено собственное число задачи минимальный период lmin в зависимости от.

Рассчитаны и проанализированы двумерные структуры ПДВ для бедной ( = 0.5) и богатой ( = 2) по горючему Н2 О2 смеси, качественно согласующиеся со структурой ПДВ в стехиометрической смеси. Показано, что в кольцевой цилиндрической камере сгорания типа ЖРД удельный импульс на единицу массы горючего Isp монотонно увеличивается с уменьшением параметра. Причем для бедной смеси ( = 0.5) он достигает значения Isp = 3584 сек, что в 1,5 раза больше, чем для стехиометрической водородокислородной смеси. Проведено сравнение с экспериментами и получено удовлетворительное соответствие по скорости детонации и давлению в камере и заметное отличие по размерам и форме ПДВ.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 07-01-00174) и гранта Президента РФ № НШ-5770.2010.1.

Список литературы 1. Bykovskii F. A., Zhdan S. A. and Vedernikov E. F. Continuous Spin Detonations. J. of Propulsion and Power. 2006. Vol. 22, No. 6. P. 1204–1216.

2. Ждан С. А., Быковский Ф. А., Ведерников Е. Ф. Математическое моделирование вращающейся волны детонации в водородно-кислородной смеси. Физика горения и взрыва. 2007.

Т. 43. № 4. С. 90–101.

Злобин С. Б., Ульяницкий В. Ю. ВЗРЫВНОЕ НАГРУЖЕНИЕ РЕАКЦИОННОСПОСОБНОЙ СМЕСИ:

ЭКСПЕРИМЕНТ И ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ С. А. Зелепугин1, О. В. Иванова1, А. С. Юношев2, В. В. СильвестровОтдел структурной макрокинетики Томского научного центра СО РАН Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск В данной работе экспериментально с рентгено-импульсной регистрацией динамики процесса и численно методом конечных элементов с использованием модели многокомпонентной среды исследуются особенности поведения пористой реакционноспособной смеси Al-S, помещенной в цилиндрическую ампулу, в условиях взрывного нагружения. Проведенными экспериментами по взрывному компактированию реагирующей пористой смеси Al–S, помещенной в стальную цилиндрическую ампулу сохранения, установлено, что процесс синтеза сульфида алюминия (Al2S3) существенно зависит от дисперсности компонентов и условий подготовки смеси.

Химическая реакция синтеза в реагирующей пористой многокомпонентной смеси описывается с помощью феноменологической модели химических превращений, основанной на кинетике нулевого порядка, причем обратных превращений нет. Химическая реакция в данных условиях является вынужденной, инициируется и протекает при выполнении критерия по давлению или по температуре. В рамках модели многокомпонентной среды компоненты смеси взаимодействуют друг с другом, обмениваясь количеством движения, энергией и при наличии химических реакций массой. В качестве условия совместного деформирования компонентов выбрано условие равенства давлений компонентов смеси.

Анализ численных результатов показал, что в верхней части ампулы химическая реакция инициируется в ударной волне, а протекает и завершается уже за фронтом ударной волны. В данном случае амплитуды и длительности ударной волны недостаточно для полного протекания химической реакции за время действия ударной волны. При отражении ударной волны от нижней крышки ампулы химическая реакция инициируется и протекает непосредственно в ударной волне.

Высокая скорость тепловыделения в ходе химической реакции в нижней части ампулы приводит к образованию газовой фазы, что в свою очередь ведет к росту давления в данной области и разрушению ампулы, причем, как показывают эксперименты и численные расчеты, процесс разрушения инициируется в нижней части ампулы.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 09-08-99059) и гранта Президента РФ № НШ-5770.2010.1.

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЧАСТИЦ ПРИ ДЕТОНАЦИОННОМ НАПЫЛЕНИИ С. Б. Злобин, В. Ю. Ульяницкий Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск Современные численные методы позволяют уже достаточно точно моделировать непрерывные процессы нанесения покрытий, такие как HVOF, Plasma and Cold Spray, и достоверно прогнозировать параметры частиц. Существуют экспериментальные методики регистрации скорости и температуры частиц в таких процессах. Измерения этих параметров в условиях детонационного напыления существенно усложняются в силу импульсного характера процесса.

Иванова Ю. Е., Рагозина В. Е. В данной работе исследовались параметры частиц в условиях детонационного напыления.

Эксперименты проводились на компьютеризированном детонационном комплексе CCDS, разработанном в ИГиЛ СО РАН. Особенностью комплекса является импульсный вброс порошка в ствол, при котором частицы локализованы в узкой области на заданном расстоянии от открытого конца ствола. Измерения проводились с помощью диагностического оборудования на базе CCD-камеры, разработанного в лаборатории DIPI ENISE (Сент-Этьен, Франция), позволяющего регистрировать поток вылетающих из ствола частиц порошка.

Для исследований были выбраны порошки преимущественно сферической формы, сильно отличающиеся по физическим свойствам, прежде всего по плотности: Ti 4,5 г/см3, Inox 316L 8 г/см3 и WC/Co (88/12) 15 г/см3. Порошки рассеивались на фракции: 0 20, 20 40 и 40 50 микрон. Величина заряда взрывчатой газовой смеси (C2H2 +1.05 O2) варьировалась в диапазоне 40 80% от полного объема ствола. Съемка велась с экспозицией 10 микросекунд с вариацией места съемки вне ствола в диапазоне 0 900 мм. Для управления синхронизацией фотосъемки сигнал от инициирующего разряда подавался на камеру через стандартный генератор с задержкой, регулируемой в диапазоне 0 100 миллисекунд.

Для контроля синхронизации напротив камеры устанавливался фотоэлемент, регистрировавший интегральный импульс свечения газопорошкового потока, который записывался вместе с синхроимпульсом на осциллографе.

Последовательные фотографии треков частиц показывают ярко выраженную стратификацию по скоростям частиц в “пакете”. Длительность свечения частиц на выходе из ствола составляет 1 2 миллисекунды, что при характерной скорости частиц 400 м/с соответствует пространственной протяженности пакета 400 800 мм.

Сравнение с расчетом по численной модели показывает хорошее совпадение экспериментально измеренных скоростей частиц на срезе ствола с теоретическими значениями. Например, для частиц размером 40 50 мкм на всех изученных материалах разница не превышает 10%.

Результаты второй серии экспериментов по анализу внешней баллистики детонационного напыления показывают, что относительно “тяжелые” частицы WC/Co практически не меняют свою скорость на дистанции до 500 мм за пределами ствола и только затем начинают медленно тормозиться. Скорость “средних” по плотности частиц Inox в середине пакета немного увеличивается, достигая максимума на дистанции около 400 мм, после чего наступает резкое торможение. Скорость “легких” частиц Ti на короткой дистанции (до 200 мм) увеличивается почти на 30%, после чего наступает замедление.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 09-01-00433-а, проекта СО РАН № и гранта Президента РФ № НШ-5770.2010.1.

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ИНТЕГРИРОВАНИЯ ЭВОЛЮЦИОННЫХ УРАВНЕНИЙ ОДНОМЕРНЫХ ЗАДАЧ УДАРНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ Ю. Е. Иванова, В. Е. Рагозина Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, Владивосток Возникновение и движение ударных волн в твердом теле процесс, нелинейный по своей сути, поэтому его достоверное математическое описание возможно только в рамках нелинейной модели. При этом даже для простейших моделей, таких как нелинейно упругий изотропный материал, необходимо учитывать взаимосвязь объемного и сдвигового деформирования, а также зависимость скоростей ударных волн от строящегося решения и поля предварительных деформаций. Перечисленные факторы обуславливают необходимость применения Иванова Ю. Е., Рагозина В. Е. приближенных методов решения, как численных, так и аналитических. Применение метода сращиваемых асимптотических разложений к одномерным задачам объемного ударного деформирования приводит к эволюционному уравнению квазипростых волн (уравнение Хопфа) в прифронтовой области ударной волны.

В данном сообщении основной интерес сосредоточен на описании закономерностей чисто поперечных волн, поэтому моделью среды выбран нелинейно-упругий несжимаемый изотропный материал. Необходимо отметить, что изучение решений эволюционных уравнений волновых процессов в твердом теле обычно предполагало наиболее простой вид краевых условий:

перемещения на границе считались квадратичными функциями времени, а для поперечных волн в решении эволюционного уравнения учитывались только линейные по времени слагаемые. В данном сообщении предлагается новый вариант интегрирования эволюционных уравнений динамических задач ударного деформирования в нелинейно упругих несжимаемых средах. Данный подход связан с включением в решение наряду с основными независимыми пространственно-временными переменными еще одной переменной, играющей роль параметра, который сохраняет свое значение вдоль характеристических направлений. Этот метод позволяет построить большое число решений одномерных краевых задач при различных условиях нагружения на границе. Поскольку в прифронтовой области ударной волны основные изменения в решении связаны с производной в направлении нормали к волновому фронту, то для неодномерных задач в этой области также следует эволюционное уравнение.

Pages:     | 1 |   ...   | 37 | 38 || 40 | 41 |   ...   | 46 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.